DE202015006341U1

DE202015006341U1 - pump cassette

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Publication number: DE202015006341U1
Application number: DE202015006341.1U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2015-09-08
Publication date: 2015-11-06
Anticipated expiration: 2025-09-09

Abstract

Kunststoffkassette (A) bestehend aus zwei Pumpkammern (F) pro Pumpgruppe, jeweils durch eine flexible undurchlässige Membran (G) unterteilt, vier Ventilen (B), (C), (D), (E) pro Pumpgruppe und Verbindungsleitungen, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem pneumatisch geregeltem Antrieb (M), (I), (J) sterile Fluide mit nahezu zeitlich konstantem Volumenstrom abgesaugt oder gefördert werden können, wobei stets die Sterilität bewahrt wird.Plastic cassette (A) consisting of two pumping chambers (F) per pumping group, each divided by a flexible impermeable membrane (G), four valves (B), (C), (D), (E) per pumping group and connecting lines, characterized that with a pneumatically controlled drive (M), (I), (J) sterile fluids can be sucked off or conveyed with an almost constant volume flow, whereby always the sterility is preserved.

Description

Fluidpumpen zur Absaugung oder Förderung von biologischen Fluiden, z. B. Körperfluiden oder Körperersatzfluiden, insbesondere bei der Anwendung der Augenchirurgie, werden meist als Peristaltik- oder Venturipumpen ausgeführt. Während Peristaltikpumpen die Sterilität des zu pumpenden Mediums gewährleisten, entstehen beim Pumpen unerwünschte Pulsationen. Bei Venturipumpen sind die Pulsationen nicht vorhanden, können aber die Sterilität nicht gänzlich gewährleisten. Ähnliches gilt bei Kombinationen dieser beiden Pumparten oder bei üblichen Membranpumpen, bei denen die Pumpeinheit nicht als steriles Element ausgeführt ist. Zur Problemlösung wird die im Folgenden beschriebene Membranpumpe verwendet. Dabei ist die Pumpeinheit steril und auswechselbar in der Art einer Kassette (A) ausgeführt. Mit der Verwendung von zwei Membranen (G) pro Pumpengruppe können neben der Gewährleistung der Sterilität auch pulsationsfreie oder zumindest pulsationsarme Pumpvorgänge durch zeitgesteuerte oder druckgeregelte Ventilschaltungen erzielt werden. Die Entkopplung des zu pumpenden Fluides wird durch die druckdichte Trennmembran (G) und dem pneumatischen Antrieb (M), (I), (J) erreicht. Die Pumpengruppe wird in einer Kassette (A) mit Ventilen (B), (C), (D), (E) und Verbindungsleitung zusammengefasst und kann z. B. im Spritzgussverfahren kostengünstig und in hoher Stückzahl gefertigt werden. Es handelt sich um eine in einer Kunststoffkassette (A) integrierte Pumpengruppe, die sowohl saugen, als auch fördern kann. Die Pumpeneinheit besteht aus zwei Kammern (F), (H) mit jeweils einer flexiblen Membran (G), die die Kammern unterteilen. Es existieren jeweils eine Luftkammer (H) und eine Fluidkammer (F). Die Luftkammern (H) dienen dem Antrieb der Pumpe und werden mittels der Druckregler I(I) & II(J) mit der zeitlich veränderbaren Drücke p_I(t)(N) und p_II(t)(O) beaufschlagt. Sowohl Unterdruck, als auch Überdruck – bezogen auf Atmosphärendruck – ist separat regelbar, sodass sich die Membranen (G) beidseitig und unabhängig auslenken können. Die Druckregler (I), (J) werden mittels einer Druckluftversorgungs- und Luftaufbereitungseinheit (M) gespeist. Durch die sich auslenkenden fluiddichten Membranen (G) werden die Volumina der Fluidkammern (F) zeitlich verändert und in Folge deren Drücke. Mit der angepassten wechselseitigen Schaltung der Ventile (B), (C), (D), (E) wird dadurch ein Volumenstrom erzeugt. Die Größe des Volumenstromes hängt von der Druckbeaufschlagung der Luftkammern (H) ab. Die beiden Auslassventile (I-1(B) & II-1(D)), als auch beide Einlassventile (I-2(C) & II-2(E)) werden in einer zeitlichen Abfolge sinnvoll geschaltet, sodass während die eine Fluidkammer (F) saugt bzw. fördert, fördert bzw. saugt die andere Kammer. Das Saugen bzw. Fördern geschieht somit immer wechselseitig. Die Drücke der Fluidkammern (F) werden unmittelbar vor dem Umschalten der Ventile (B), (C), (D), (E) gleichwertig eingestellt, sodass sich keine oder nur geringe Druckschwankungen in den Fluidkammern (F) ergeben. Ziel ist die Erreichung eines zeitlich konstanten Volumenstromes.Fluid pumps for the extraction or delivery of biological fluids, eg. As body fluids or body replacement fluids, especially in the application of ophthalmic surgery, are usually designed as peristaltic or Venturi pumps. While peristaltic pumps ensure the sterility of the medium to be pumped, unwanted pulsations occur during pumping. In venturi pumps, the pulsations are absent but can not fully guarantee sterility. The same applies to combinations of these two pumps or conventional diaphragm pumps, in which the pump unit is not designed as a sterile element. To solve the problem, the diaphragm pump described below is used. The pump unit is sterile and interchangeable in the manner of a cassette (A) executed. With the use of two membranes (G) per pump group, pulsation-free or at least low-pulsation pumping processes can be achieved by time-controlled or pressure-controlled valve circuits in addition to ensuring sterility. The decoupling of the fluid to be pumped is achieved by the pressure-tight separation membrane (G) and the pneumatic drive (M), (I), (J). The pump group is combined in a cassette (A) with valves (B), (C), (D), (E) and connecting line and can, for. B. are manufactured inexpensively and in large quantities by injection molding. It is a pump unit integrated into a plastic cassette (A) that can both suck and convey. The pump unit consists of two chambers (F), (H) each with a flexible membrane (G), which divide the chambers. There are each an air chamber (H) and a fluid chamber (F). The air chambers (H) are used to drive the pump and by means of the pressure regulator I (I) & II (J) with the time-varying pressures p _I (t) (N) and p _II (t) (O) acted upon. Both negative pressure and overpressure - based on atmospheric pressure - can be regulated separately, so that the membranes (G) can deflect on both sides independently. The pressure regulators (I), (J) are fed by means of a compressed air supply and air treatment unit (M). Due to the deflecting fluid-tight membranes (G), the volumes of the fluid chambers (F) are changed over time and as a result of their pressures. With the adapted mutual switching of the valves (B), (C), (D), (E) thereby a volume flow is generated. The size of the volume flow depends on the pressurization of the air chambers (H). The two exhaust valves (I-1 (B) & II-1 (D)), as well as both intake valves (I-2 (C) & II-2 (E)) are made meaningful in a timed sequence so that while one Fluid chamber (F) sucks or promotes, promotes or sucks the other chamber. The sucking or conveying thus always happens mutually. The pressures of the fluid chambers (F) are set equal to each other immediately before the switching of the valves (B), (C), (D), (E), so that no or only small pressure fluctuations in the fluid chambers (F) result. The aim is to achieve a constant flow over time.

Das System oder die Konsole, in die die Kunststoffkassette integriert ist, weißt optional eine Messvorrichtung zur Erfassung des zeitlich veränderlichen Volumens der beiden Fluidkammern (F) oder der Luftkammern (H) auf, z. B. kann die Bewegung der Membran (G) über eine Wegmessung erfasst werden. Somit kann der zeitlich veränderliche Volumenstrom gemessen werden. Die Pumpengruppe, bestehend aus Pumpkammern (F), (H), Membranen (G), Ventilen (B), (C), (D), (E) und Verbindungsleitungen, sind in einer Kunststoffkassette (A) integriert und kann z. B. im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Durch diese Anordnung ist eine Medientrennung (Bewahrung der Sterilität) erreicht. Die Kassette (A) ist wasch- und sterilisierbar und kann als Pumpengruppe u. a. zum Absaugen oder Fördern von biologischen Fluiden, z. B. Körperfluiden oder Körperersatzfluiden, verwendet werden. The system or console, in which the plastic cassette is integrated, optionally has a measuring device for detecting the time-varying volume of the two fluid chambers (F) or the air chambers (H), z. B., the movement of the membrane (G) can be detected by a displacement measurement. Thus, the time-varying volume flow can be measured. The pump group, consisting of pumping chambers (F), (H), membranes (G), valves (B), (C), (D), (E) and connecting lines are integrated in a plastic cassette (A) and z. B. are produced by injection molding. By this arrangement, a media separation (preservation of sterility) is achieved. The cassette (A) is washable and sterilizable and can be used as a pump group u. a. for aspirating or conveying biological fluids, eg. As body fluids or body replacement fluids are used.

Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

(A):

cassette

(B):

Valve I-1

(C):

Valve I-2

(D):

Valve II-1

(E):

Valve II-2

(F):

fluid chamber

(G):

Flexible membrane

(H):

air chamber

(I):

Pressure regulator I

(J):

Pressure regulator II

(K):

Connection IN

(L):

Connection OUT

(M):

Compressed air supply and air treatment unit

(N):

p I (t)

(O):

p II (t)

Claims

Plastic cassette (A) consisting of two pumping chambers (F) per pumping group, each divided by a flexible impermeable membrane (G), four valves (B), (C), (D), (E) per pumping group and connecting lines, characterized that with a pneumatically controlled drive (M), (I), (J) sterile fluids can be sucked off or conveyed with an almost constant volume flow, whereby always the sterility is preserved.